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混合式无功补偿装置在工程中的应用

发布于:2015-07-24 09:05:24 来自:电气工程/供配电技术 [复制转发]
   1 规范要求


  (1)规范《江苏省绿色建筑设计标准》DGJ32/T173-2014第10.2.6条,第10.2.7条,第10.2.8条,第10.2.9条,第10.2.10条明确规定了公共建筑采用低压(AC380/220V)供电,任一路进线大于100kW需要进行无功补偿,补偿后进线处功率因数不应小于0.9,同时无功补偿应采用智能型免维护自动补偿装置,应有过零自动投切的功能,并有抑制谐波、抑制涌流措施。低压无功补偿应采用分相补偿或混合补偿,采用混合补偿时其分补容量不应小于总容量的40%。并强调公共建筑进线处应装有谐波测量仪表,检测用户向电网注入的谐波量。注入电网谐波量不得超过《35kV及以下客户端变电所建设标准》DGJ32/J14—2007的规定,超过时应采取措施治理。


  (2)对于公共建筑本身设有独立变电所是规范《35kV及以下客户端变电所建设标准》DGJ32/J14—2007的要求与绿色建筑相关的条文为4.0.1,4.0.3,4.0.5,4.0.6,4.0.8,5.0.3,5.0.4,5.0.5等。其中4.0.1条供电电压在10kV及以上的用户,功率因数不低于0.95.


   2 公共建筑的谐波


  现代化社会中大量使用的LED灯、变频器、UPS、电梯、计算机设备等。这些非线性负载产生大量的谐波电流并注入到电网中,使电网电压产生畸变,这种谐波对电网的“污染”会对电网和用户产生严重的危害。谐波的主要危害为:①加大线路损失;②是无功补偿设备中电容器过载发热,加速老化甚至击穿;③导致保护装置和自动化设备误动作;④引起电网谐振;⑤可能会对通讯控制系统、大型精密实验、医疗诊断治疗设备等产生电磁干扰,引起控制系统故障或失灵;⑥零序谐波导致中性线电流过大,造成中性线发热甚至火灾等。


   3 TSC常规电容补偿


  目前最常用的无功补偿设备为直接并联电容器或采用接触器 负荷开关(或晶闸管)等方式投切电容器与 电抗器进行无功补偿,改善系统的电压水平和负荷的功率因数,但此种方式无法跟上负荷的快速变化,同时因为每组投切的电容器容量固定,所以只能阶梯式投切无功补偿容量。补偿精度差无法提供较好的补偿效果。电容器回路串接电抗器一般为电容容量的6%或7%,电抗器作用是可以抑制电容回路分闸时的涌流,保护电容不致受冲击电压损害,另一个作用是可以抑制局部的谐波电流。如电抗器采用6%,可以抑制5次谐波;电抗器采用12%,可以抑制3次谐波;电抗器采用7%抑制,可以7次谐波。也只能补偿感性。


   4 SVG静止无功发生器


  静止无功发生器的英文描述为:Static Var Generator,简称为SVG.SVG基于电压型逆变器原理,使用绝缘栅双极型晶体管(IGBT)来控制逆变交流电压的大小和相位,从而达到无功补偿的目的。由于IGBT的开关频率很高(可达几十kHz),所以SVG可以快速对无功负载进行补偿,同时可以达到非常高的补偿精度,SVG是目前无功功率控制领域内的最佳方案,相对于传统的以TSC为代表的SVC相比,SVG的调节速度更快(5ms~10ms内的响应速度),补偿精度高(补偿后功率因数达到0.99以上),补偿方式灵活(既可以补偿感性无功也可以补偿容性无功),而且在采取PWM技术等措施后可大大减少补偿电流中谐波的含量。SVG无需大容量的电容器和电抗器做储能元件,占地面积小于传统的TSC/TCR无功补偿方式,工程设计和安装工作量比较小。


   5 混合式无功补偿装置


  目前常用的无功补偿设备为直接并联电容器或采用接触器、复合开关或晶闸管等方式投切电容器与电容器进行无功补偿,改善系统的电压水平和负荷的功率因数,但此种方式无法跟上负荷的快速变化,同时因为每组投切的电容器组容量固定,所以只能阶梯式投切无功补偿容量,补偿精度差,无法提供较好的补偿效果。如果电容配置的不当,又可能补偿过头或达不到补偿的目标值。同时采用的电抗器容量配置一般为6%、7%,也只能满足局部的单次谐波。但这种方案造价相对便宜。


  静止无功发生器(SVG)开始逐渐的进入无功补偿领域,SVG采用全控型电力电子器件(多为IGBT)组成的桥式变流器来进行动态无功补偿,由于IGBT的开关频率很高(可达几十kHz),所以SVG可以快速对无功负载进行补偿,同时可以达到非常高的补偿精度,补偿后功率因数达到0.99以上。同时也能有效抑制各种谐波。但目前由于技术、工艺及元器件的限制,大容量使用SVG的成本十分昂贵,无法满足普通无功补偿用户的需求。


  鉴于两种补偿的特点,将其两种补偿装置混合在一起。根据工程中负荷的分布情况及所采用的变压器容量,选用25%~40%比例的SVG发生器,余量采用投切型电容器、电抗器组合的配置方案。这样既满足了投切精度,又能降低工程投资。小范围的(25%~40%比例)的补偿、或小容量的补偿、微调等由SVG发生器工作,大容量的补偿切换就采用TSC常规电容补偿。这种组合满足规范要求的‘智能型免维护自动补偿装置、具有过零自动投切的功能、并有抑制谐波、抑制涌流措施’等。并在系统中安装谐波测量仪表,检测用户向电网注入的谐波量,其补偿系统如下图所示。

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这个家伙什么也没有留下。。。

供配电技术

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